Refere-se a presente patente de invenção a dispositivo de controle de desperdício de água em lavatórios e pias, com aplicação na área hidráulica, particularmente em cubas de lavatórios e pias, com a finalidade de controlar o fluxo de água em uma torneira durante a utilização para higiene pessoal e de lavagem de utensílios domésticos, com o objetivo de economizar água durante o tempo em que a torneira fica aberta e sem uso, e com as vantagens de ser simples, economicamente acessível, prático, versátil e de não ter componentes eletroeletrônicos .

Como é do conhecimento dos meios técnicos ligados à área hidráulica, um grande problema existente atualmente é o desperdício de água tratada que acontece quando uma torneira é deixada aberta durante o tempo em que uma pessoa faz a sua higiene pessoal, em uma cuba de lavatório, ou durante o tempo em que uma pessoa faz a limpeza de utensílios de cozinha em uma cuba de pia.

Para reduzir este desperdício, existem atualmente sistemas de controle eletroeletrônicos nos quais são utilizados sensores para detectar a presença de uma pessoa e, com o sinal do sensor enviado para um circuito de controle, é feito a atuação em uma válvula solenoide que libera o fluxo de água tratada pela torneira por um tempo programado, quando, então, o solenoide interrompe esse fluxo.

Estes sistemas de controle apresentam o inconveniente de precisar de um ponto de fornecimento de energia elétrica próximo do local de uso, tem a limitação de apenas abrir e fechar o fluxo de água tratada fornecida pelas torneiras, sem o controle efetivo desse fluxo, e apresentam as desvantagens de serem caros, de não funcionarem em caso de falta de energia elétrica e de apresentarem propensão a falhas devidas a defeitos nos componentes eletroeletrônicos utilizados na sua construção.

A patente brasileira PI92037402, intitulada "Mecanismo automático de boias para controlar o nível de água em um reservatório qualquer", revelou um mecanismo de controle de fluxo de água que utiliza duas boias, uma externa e, outra, interna, em que a primeira é munida de uma haste adequada, reta ou dobrada, tendo uma extremidade munida com a boia externa, enquanto a sua outra extremidade penetra horizontalmente no interior de uma cuba, até um pino de contato onde faz ligação com a boia interna. O movimento das duas boias atua sobre um elemento de vedação que controla a entrada de água no reservatório, o fluxo sendo controlado por um parafuso que regula o movimento da boia interna.

Este mecanismo apresenta o inconveniente de utilizar dois reservatórios para o funcionamento de controle do fluxo de entrada de água, tem a limitação de somente ser utilizado em reservatórios de grande volume de armazenamento e a desvantagem do ajuste por parafuso, para controle do fluxo de água, ser feito apenas com os reservatórios vazios.

A patente americana US4203173, intitulada “Inibidor de transbordamento em instalações de encanamento”, revelou um mecanismo de controle de entrada de água em um vaso sanitário no caso de uma obstrução na saída, que utiliza um sistema eletroeletrônico, com um sensor de fluxo de água localizado no cano de entrada da bacia do vaso sanitário, que bloqueia por solenoide a entrada de água no caso de obstrução da saída do vaso sanitário para evitar o transbordamento.

Este mecanismo apresenta o inconveniente de necessitar um ponto de entrega de energia elétrica próximo ao local a ser controlado, tem a limitação de apenas fechar a entrada de água em caso de transbordamento, sem controlar o fluxo de água e a desvantagem de não funcionar em caso de falta de energia elétrica.

“DISPOSITIVO DE CONTROLE DE DESPERDÍCIO DE ÁGUA EM LAVATÓRIOS E PIAS” objeto da presente patente, foi desenvolvido para superar as desvantagens, limitações e inconvenientes encontrados nos mecanismos de controle de fluxo de água em cubas de lavatórios e pias, através de um dispositivo que utiliza apenas componentes mecânicos, com uma boia que atua como uma válvula com a função de apenas restringir e não bloquear totalmente o fluxo de água para a torneira, e com as vantagens de ser simples, economicamente acessível, prático, versátil e de não ter componentes eletroeletrônicos.

Problemas técnicos que existem atualmente e a forma como o presente invento resolveu: l.a) As tecnologias atuais não controlam o fluxo de água, mas apenas permitem a entrada ou não de água tratada nas torneiras. Resolvido pelo objeto da presente patente com um mecanismo que controla o fluxo de entrada de água nas torneiras, com a melhoria técnica de utilização de uma válvula com boia com a função de apenas restringir e não de bloquear totalmente o fluxo de água na torneira; l.b) As tecnologias atuais utilizam mecanismos com componentes eletroeletrônicos para controlar a entrada de água nas torneiras. Resolvido pelo objeto da presente patente por um mecanismo totalmente mecânico, com a melhoria técnica de não precisar de um ponto de fornecimento de energia elétrica e de funcionar mesmo na ausência de energia elétrica; e

1.c) As tecnologias atuais utilizam a válvula de escoamento de dreno apenas para dar vazão à água que sai da torneira, resultando em desperdício de água tratada. Resolvido pelo objeto da presente patente por um mecanismo que funciona como uma válvula de escoamento de dreno, com a melhoria técnica de reaproveitamento da água que sai da torneira no controle do fluxo de água que entra na torneira, reduzindo o desperdício de água tratada.

Para melhor compreensão do objeto da presente patente, são anexadas as seguintes figuras:

FIGURA 1, que mostra a vista em perspectiva do dispositivo de controle (DC), com a tampa (TMP) do tanque (T) fechada;

FIGURA 2, que mostra a vista em perspectiva do dispositivo de controle (DC), com a tampa (TMP) do tanque (T) aberta;

FIGURA 3, que mostra a vista em perspectiva explodida do dispositivo de controle (DC);

FIGURA 4, que mostra a vista superior do dispositivo de controle (DC), com o tanque (T) aberto;

FIGURA 5, que mostra a vista inferior do dispositivo de controle (DC);

FIGURA 6, que mostra a vista em perspectiva lateral do dispositivo de controle (DC) com a tampa (TMP) aberta;

FIGURA 7, que mostra a vista em perspectiva superior lateral do dispositivo de controle (DC) com a tampa (TMP) aberta;

FIGURA 8, que mostra o corte da seção XY no tanque (T) e no duto de escoamento (VE) do dispositivo de controle (DC);

FIGURA 9, que mostra a vista esquemática da instalação do dispositivo de controle (DC), em uma cuba de lavatório;

FIGURA 10, que mostra a vista em perspectiva do dispositivo de controle (DC) em sua outra modalidade, com a tampa (TMPa) do tanque (Ta) fechada;

FIGURA 11, que mostra a vista em perspectiva explodida do dispositivo de controle (DC) em sua outra modalidade;

FIGURA 12, que mostra a vista em perspectiva explodida da válvula da boia (VBa) do dispositivo de controle (DC) em sua outra modalidade;

FIGURA 13, que mostra a vista em perspectiva explodida do duto de escoamento (VE) do dispositivo de controle (DC) em sua outra modalidade;

FIGURA 14, que mostra a vista superior do dispositivo de controle (DC) em sua outra modalidade, sem a conexão de entrada e saída (VB-la), sem o anel de vedação da válvula (APV), sem o anel de vedação do pino (A AP) e sem o pino da válvula (VB-2a);

FIGURA 15, que mostra a vista superior do dispositivo de controle (DC) em sua outra modalidade, sem a válvula da boia (VBa) mas com a boia (Ba); FIGURA 16, que mostra a vista em perspectiva isométrica do dispositivo de controle (DC) em sua outra modalidade sem a válvula da boia (VBa) e sem a boia (Ba);

FIGURA 17, que mostra a vista em perspectiva superior lateral do dispositivo de controle (DC) em sua outra modalidade, sem a válvula da boia (VBa) e sem a boia (Ba), destacando o orifício de escoamento (OE);

FIGURA 18, que mostra a vista superior, à esquerda, e a vista em corte medial central, à direita, do dispositivo de controle (DC) em sua outra modalidade, sem a válvula da boia (VBa) e sem a boia (Ba);

FIGURA 19, que mostra a vista em perspectiva inferior da tampa (TMPa), à esquerda, e mostra a vista lateral da tampa (TMPa), à direita; e

FIGURA 20, que mostra a vista inferior da conexão de entrada e saída

(VB-la).

Inicialmente, desenvolveu- se uma primeira solução, com uma configuração poliédrica, ver as figuras 1 a 8, onde o dispositivo de controle (DC), nessa configuração, é dotado de três partes, de um tanque (T), de uma válvula da boia (VB) e de um duto de escoamento (VE).

O tanque (T) formado de quatro partes, de uma parte anterior (TA), de uma parte central (TC) e de uma parte posterior (TP) e de uma tampa (TMP), sendo a parte anterior (TA) de formato prismático retangular, com uma reentrância de seção predominantemente circular para encaixe do duto de escoamento (VE), com um orifício de coleta (OC) de formato circular, na extremidade superior, e alinhado com o coletor (C) do duto de escoamento (VE), e com um orifício de escoamento (OE), de diâmetro menor que o diâmetro do orifício de coleta (OC), de formato circular, na extremidade inferior e passante através do duto de escoamento (VE), a parte central (TC), de formato prismático retangular, e a parte posterior (TP), de formato prismático trapezoidal e com um orifício (OV) de formato hexagonal para encaixe da válvula da boia (VB), e a tampa (TMP) de pequena espessura, com uma parte fixa (TMP-1), de formato retangular, e com uma parte móvel (TMP-2), presa no tanque (T) por parafuso ou por pressão, tendo uma parte anterior (TMP-2A) de formato quadrado que fecha a parte central (TC) do tanque (T), e uma parte posterior (TMP-2P), de formato retangular que fecha a parte posterior (TP) do tanque (T).

A válvula da boia (VB) que apresenta uma conexão de entrada e saída de água (VB-1), de metal ou plástico, com formato cilíndrico e conexão em “T”, com uma flange na extremidade que se conecta ao tanque (T) e com rosca nas três extremidades, apresenta um anel anterior de vedação (AAV), de borracha, apresenta um pino da válvula (VB-2), de metal ou plástico, de formato cilíndrico de eixo escalonado nas suas extremidades e com entalhe para o encaixe do anel posterior de vedação (APV) e com orifício passante na forma de “T” para encaixe da haste alongada (HB), apresenta um anel posterior de vedação (APV) de borracha, apresenta uma haste alongada (HB), de metal ou plástico, com perfil em “T”, que é conectado ao pino da válvula (VB-2) e conectado à boia (B), apresenta um terminal de fixação (VB-3), tipo porca fechada sextavada com orifício circular central que passa o pino da válvula (VB-2), e apresenta uma boia (B) de formato cilíndrico ou esférico com saliência cilíndrica em uma de suas extremidades que apresenta um orifício passante na forma de “T” para encaixe da haste alongada (HB).

O duto de escoamento (VE) apresenta ralo de escoamento (RE), de formato cilíndrico, rosqueável extemamente que possui grade de escoamento (GE) de formato circular com orifícios de pequeno diâmetro de formato circular, quadrado ou em semi-arco, centralizado com o coletor (C), apresenta anel de vedação superior (AV-1), de borracha, apresenta porca de fixação (PF), de metal ou plástico, tipo porca flangeada sextavada, apresenta anel de vedação inferior (AV-2), de borracha, apresenta porca de conexão (PC), de formato cilíndrico, rosqueável no centro e com aletas de formato retangular na parte externa, apresenta corpo (VC), de formato cilíndrico, oco e com a extremidade inferior rosqueável e a extremidade superior com encaixe de vedação (VR), de formato cilíndrico, vazado e de parede de pequena espessura e possui coletor (C), de formato cilíndrico e oco, centralizado, alongado na extremidade superior e curvado na extremidade inferior, alinhado na extremidade inferior com o orifício de coleta (OC) da parte anterior (TA) do tanque (T), centralizado na extremidade superior com o ralo de escoamento (RE) e com a extremidade superior um pouco abaixo da extremidade superior do ralo de escoamento (RE).

A ligação do dispositivo de controle (DC) é feita de acordo com a descrição a seguir e ilustrado na figura 9. O dispositivo de controle (DC) é posicionado abaixo da cuba (CB) do lavatório ou da pia, é fixado no interior da cuba (CB) com o ralo de escoamento (RE) e com o anel superior de vedação (AV-1), e é fixado no exterior da cuba (CB) com a porca de fixação (PF) e com a porca de conexão (PC). O anel inferior de vedação (AV-2) faz a vedação do encaixe do ralo de escoamento (RE) com o duto de escoamento (VE), ficando posicionada no encaixe de vedação (VR). Com um engate flexível de entrada (EA) uma das extremidades da válvula da boia (VB), é ligada à rede de água (RA) e, com outro engate flexível de saída (ET), a outra extremidade da válvula da boia (VB) é ligada à torneira (TN). A extremidade inferior rosqueável do duto de escoamento (VE) é ligada com um sifão (SA) à rede de esgoto (RS). O jato de água da torneira (TN) da cuba (CB) é totalmente vertical e alinhado com o coletor (C) do duto de escoamento (VE) do dispositivo de controle (DC). O funcionamento do dispositivo de controle (DC), se dá na seguinte sequência: al) Abertura da torneira (TN); bl) Se não houver nada no meio do fluxo de água que sai da torneira (TN), o jato de água cai direto para o coletor (C) e segue para o tanque (T) pelo orifício de coleta (OC); cl) Como o orifício de escoamento (OE) é bem menor que o orifício de coleta (OC), a quantidade de água que entra no tanque (T) é maior que a quantidade que escoa para a rede de esgoto (RS) e o nível de água do tanque (T) sobe; dl) Conforme o nível do tanque (T) sobe, a boia (B) sobe também e fecha parcialmente a válvula da boia (VB), restringindo o fluxo de água que abastece a torneira (TN), até chegar no ponto no qual o fluxo de água que entra no tanque (T), pelo orifício de coleta (OC), é igual ao fluxo de água que escoa pelo orifício de escoamento (OE), os fluxos de água de coleta e de escoamento se equilibram, e o fluxo de água pela torneira fica bastante reduzido enquanto não há algo obstruindo o fluxo da mesma; el) Quando algo interrompe o fluxo da torneira (TN), o jato de água não segue direto para o coletor (C), ele é espalhado e cai pelas bordas do ralo de escoamento (RE) do duto de escoamento (VE); fl) Os poucos respingos que podem cair no coletor (C) são insuficientes para atuar o dispositivo, pois não haverá vazão suficiente para subir o nível do tanque (T); gl) O fluxo de água que escoa do tanque (T) pelo orifício de escoamento (OE) é maior que o fluxo de água que entra pelo orifício de coleta (OC) e a boia (B) deixa de restringir o fluxo de água para a torneira (TN) através da válvula da boia (VB); e hl) Quando a obstrução ao fluxo de água da torneira (TN) para o coletor (C) acaba, o processo se repete, voltando ao item (bl) ou fechando- se a torneira.

Embora, o dispositivo inicial tenha atendido às soluções para os problemas técnicos supracitados, desenvolveu- se uma melhoria na tecnologia, onde o dispositivo de controle (DC) em uma outra modalidade, agora na configuração cilíndrica, de acordo com as figuras 9 a 20, é dotado de três partes, de tanque (Ta), de válvula da boia (VBa) e de duto de escoamento (VE). Nesta modalidade, as peças haste da boia (HB), terminal de fixação (VB-3) e porca de conexão (PC) se encontram ausentes e foi inserido um anel de vedação do pino (AAP), enquanto que o tanque (T) do dispositivo de controle (DC) passa a apresentar formato cilíndrico, e não mais poligonal, incorporando em um único componente o corpo da válvula (VC) e o coletor (C), são também introduzidos os espaçadores da boia (EB) e as abas de fixação do tanque (AFT-1), passando a ser chamado de tanque (Ta), a válvula da boia (VB) e alguns de seus componentes tiveram seus formatos modificados passando a ser chamada de válvula da boia (VBa), a conexão de entrada e saída (VB-1) teve seu formado modificado e são introduzidas abas de fixação da válvula (AFT-3) passando a ser chamada de conexão de entrada e saída (VB- la), o pino da válvula (VB-2) foi simplificado e teve seu comprimento reduzido passando a ser chamado de pino da válvula (VB-2a), a tampa (TMP) passa a ser circular, é introduzido um canal para alojar o anel de vedação da tampa (AAN) e são introduzidas as abas de fixação da tampa (AFT-2) e os furos de fixação da tampa (FVB), passando a ser chamada de tampa (TMPa), e o orifício (OV), que inicialmente apresentava formato hexagonal e situava-se no tanque (T), passa a ter formato circular e fica disposto no centro da tampa (TMPa), chamando-se orifício (OVa), e a tampa (TMPa) liga-se diretamente à válvula da boia (VBa), a boia (B) deixa de apresentar saliência cilíndrica com orifício passante na forma de “T”, passando a se chamar boia (Ba), e demais componentes permanecem como o inicialmente desenvolvido. O princípio de funcionamento de ambas modalidades é o mesmo. A seguir, o dispositivo de controle (DC) em sua outra modalidade será descrito.

O dispositivo de controle (DC), na configuração cilíndrica, é dotado de tanque (Ta), de metal ou plástico, que apresenta dois cilindros paralelos unidos, de diâmetros diferentes cujos costados são tangentes, na qual o cilindro de menor diâmetro possui maior comprimento e é vazado, possui rosca externa em sua parte inferior e possui rosca interna em sua parte superior, apresenta coletor (C), situado na parte central do menor cilindro, de formato cilíndrico e oco, alongado na extremidade superior e curvado na extremidade inferior dando origem ao orifício de coleta (OC), apresenta orifício de escoamento (OE), de diâmetro menor que o diâmetro do orifício de coleta (OC), de formato circular, situado na porção inferior do tanque (Ta) que faz a conexão com o duto de escoamento (VE), apresenta abas de fixação do tanque (AFT-1), nos bordos superiores do tanque (Ta), de formato semicircular e furo central, apresenta espaçadores da boia (EB) de formato cilíndrico e fixos na parte inferior interna do maior cilindro do tanque (Ta).

O dispositivo de controle (DC), na configuração cilíndrica, é dotado de duto de escoamento (VE) que apresenta ralo de escoamento (RE), de metal ou plástico, de formato cilíndrico oco que possui aba circular, rosqueável externamente e possui grade de escoamento (GE) com orifícios de pequeno diâmetro de formato circular, quadrado ou em semi- arco, centralizado com o coletor (C), apresenta anel de vedação superior (AV-1), de borracha, apresenta porca de fixação (PF), de metal ou plástico, tipo porca flangeada sextavada, apresenta anel de vedação inferior (AV-2), de borracha, e além disso o cilindro de menor diâmetro do tanque (Ta) compõe o conjunto do duto de escoamento (VE). O dispositivo de controle (DC), na configuração cilíndrica, é dotado de válvula da boia (VBa) que apresenta tampa (TMPa), de metal ou plástico, de formato circular de pequena espessura que possui canal para alojar o anel de vedação da tampa (AAN) em sua parte inferior, que possui abas de fixação da tampa (AFT-2) e que possui um ressalto circular na parte central contendo um orifício (OVa) na sua parte central, a tampa (TMPa) é presa ao tanque (Ta) por parafusos através das abas de fixação do tanque (AFT-1); apresenta pino da válvula (VB-2a), de metal ou plástico, de formato cilíndrico escalonado, que entra no orifício (OVa) de maneira que se desloque ao longo do seu eixo, apresenta anel de vedação do pino (AAP), de borracha, disposto entre o pino da válvula (VB-2a) e a tampa (TMPa), apresenta anel de vedação da tampa (AAN), de borracha, disposto entre o tanque (Ta) e a tampa (TMPa), apresenta conexão de entrada e saída (VB-la), que possui um duto de entrada e um duto de saída, que possui base circular com ranhura para encaixe do anel de vedação da válvula (APV) e com dois orifícios para os dutos de entrada e saída, sendo o menor orifício conectado à entrada que vem da rede de água (RA) por meio do engate flexível de entrada (EA) e seu diâmetro é do tamanho da cabeça do pino da válvula (VB-2a), e o maior orifício é conectado à saída que vai para a torneira (TO) por meio do engate flexível de saída (ET), e que possui abas de fixação da válvula (AFT-3) situadas na base, unindo-se à tampa (TMPa) através dos furos de fixação da tampa (FVB) e por meio de parafusos, apresenta anel de vedação da válvula (APV), de borracha, disposto entre a conexão de entrada e saída (VB-la) e a tampa (TMPa), e apresenta boia (Ba) de formato cilíndrico ou esférico.

A ligação do dispositivo de controle (DC) na configuração cilíndrica é similar à forma de ligação da primeira modalidade do dispositivo de controle (DC) supracitada, e é feita de acordo com a descrição a seguir:

O dispositivo de controle (DC), na configuração cilíndrica, é posicionado abaixo da cuba (CB) do lavatório ou da pia, é fixado no interior da cuba (CB) com o ralo de escoamento (RE) e com o anel superior de vedação (AV-1), e é fixado no exterior da cuba (CB) com a porca de fixação (PF). O anel inferior de vedação (AV-2) faz a vedação do encaixe do ralo de escoamento (RE) com o duto de escoamento (VE). Com um engate flexível de entrada (EA) uma das extremidades da válvula da boia (VBa) é ligada à rede de água (RA) e, com outro engate flexível de saída (ET), a outra extremidade da válvula da boia (VBa) é ligada à torneira (TN). A extremidade inferior rosqueável do duto de escoamento (VE) é ligada com um sifão (SA) à rede de esgoto (RS). O jato de água da torneira (TN) da cuba (CB) é totalmente vertical e alinhado com o coletor (C) do duto de escoamento (VE) do dispositivo de controle (DC). O funcionamento do dispositivo de controle (DC) na configuração cilíndrica, se dá na seguinte sequência: a2) Abertura da torneira (TN); b2) Se não houver nada no meio do fluxo de água que sai da torneira (TN), o jato de água cai direto para o coletor (C) e segue para o tanque (Ta) pelo orifício de coleta (OC); c2) Como o orifício de escoamento (OE) é bem menor que o orifício de coleta (OC), a quantidade de água que entra no tanque (Ta) é maior que a quantidade que escoa para a rede de esgoto (RS) e o nível de água do tanque (Ta) sobe; d2) Conforme o nível do tanque (Ta) sobe, a boia (Ba) sobe também e fecha parcialmente a válvula da boia (VBa), restringindo o fluxo de água que abastece a torneira (TN), até chegar no ponto no qual o fluxo de água que entra no tanque (Ta), pelo orifício de coleta (OC), é igual ao fluxo de água que escoa pelo orifício de escoamento (OE), os fluxos de água de coleta e de escoamento se equilibram, e o fluxo de água pela torneira (TN) fica bastante reduzido enquanto não há algo obstruindo o fluxo da mesma; e2) Quando algo interrompe o fluxo da torneira (TN), o jato de água não segue direto para o coletor (C), ele é espalhado e cai pelas bordas do ralo de escoamento (RE) do duto de escoamento (VE); f2) Os poucos respingos que podem cair no coletor (C) são insuficientes para atuar o dispositivo, pois não haverá vazão suficiente para subir o nível do tanque (Ta); g2) O fluxo de água que escoa do tanque (Ta) pelo orifício de escoamento (OE) é maior que o fluxo de água que entra pelo orifício de coleta (OC) e a boia (Ba) deixa de restringir o fluxo de água para a torneira (TN) através da válvula da boia (VBa); e h2) Quando a obstrução ao fluxo de água da torneira (TN) para o coletor (C) acaba, o processo se repete, voltando ao item (b2) ou fechando- se a torneira.